山东省青岛市2025～2026学年九年级下学期自招考试物理专题复习11--功和机械能

山东省青岛市自招考试复习专题11--功和机械能 2025~2026学年第二学期 一．选择题（共12小题） 1．《天工开物》中记载“凡河滨有制铜车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入简，一倾于视（引水的竹、木管子）内，流入亩中。”其描述的是筒车（如图甲所示）这样一种以水流为动力来取水的机械，模型如图乙。若筒车转速度不变且从取水处至倒水处（水未流出时），则在此过程中，关于取水筒内的水，下列说法正确的是（　　） A．在取水处时动能最大 B．在倒水处重力势能最小 C．机械能一直在增大 D．动能转化为重力势能 2．如图1为一幅2022年卡塔尔世界杯的宣传画，图2是足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d的示意图。下列说法中（　　） ①足球运动过程中机械能转化为内能 ②足球在b、d两点速度相等 ③在c点时足球的动能为零 ④从c到d的过程中，足球减小的动能大于增加的重力势能 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 3．汽车利用换挡装置可以实现挡位的切换，简单来说分为低挡位和高挡位两种情况。如图所示为汽车变速箱内齿轮传动装置简图，若汽车以低挡位行驶时如图甲，即利用小齿轮带动大齿轮，相同时间内小齿轮转动圈数多于大齿轮转动圈数，若汽车以高挡位行驶时如图乙，即利用大齿轮带动小齿轮，相同时间内大齿轮转动圈数少于小齿轮转动圈数。已知汽车发动机的输出功率不变，汽车加速能力与其动力有关，动力越大，加速能力越强，则（　　） A．低挡位省力省距离 B．高挡位省力费距离 C．汽车爬坡时最好使用高挡位 D．汽车超车时最好使用低挡位 4．如图，弹簧开始处于原长，在物体A由静止释放后下降的过程中（　　） A．物体的动能与下降的距离成正比 B．物体重力势能的变化量与下降的距离成正比 C．弹簧的弹力势能与下降的距离成正比 D．物体的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小，后增大 5．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（　　） A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大 B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能 C．在a状态时弹簧的弹性势能最大 D．在c状态时小金的机械能达到最大 6．如图所示，某同学在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小球从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是（　　） A．小球在B点时的动能最大 B．从B点下落到C点的过程中，小球的动能先增大后减小 C．从A点下落到C点的过程中，橡皮筋对小球的拉力不断增大 D．小球在C点时，橡皮筋的弹性势能最小 7．如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时松手，木块在弹簧的作用下从A点到D点往复运动若干次后静止，静止时，弹簧具有的弹性势能为1J。下列说法正确的是（　　） A．从A点运动到C点，弹簧弹性势能转化为木块动能，木块在C点动能最大 B．木块最终可能静止在C点、C点左侧或C点右侧的位置 C．从A点运动到D点弹性势能先减小后增大，A、D两点弹性势能最大 D．从A点运动到C点过程中，木块同时受到两个不同方向的弹力，木块的机械能先增大后减小 8．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则（　　） A．此运动过程中，小球的机械能守恒 B．t1～t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小 C．t2～t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大 D．在t2时刻，小球的动能最大 9．如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点，轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上。不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块（m2＞m1）压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，（整个过程中滑块克服摩擦力做的功相等）下列说法正确的是（　　） A．两滑块到达B点的速度相同 B．两滑块沿斜面上升的最大高度相同 C．两滑块上升到最高点过程机械能损失不相同 D．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同 10．如图甲所示，一磁性板擦静止吸附在黑板上，后对其施加方向始终向上的拉力F，板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A．板擦的重力为1.5N B．整个过程中拉力F一直增大 C．板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D．整个过程中拉力F做的功为0.75J 11．如图用一始终水平的推力F把物体从底部推到光滑斜面顶端，若物体的质量为m，斜面的长为L，倾角为θ，重力势能的表达式EP＝mgh，则下列说法正确的是（　　） A．推力F做功W＝FL B．推力大小F＝mg•sinθ C．物体推上顶端时重力势能增加量ΔEP＝mgL•sinθ D．斜面的倾角越大，推力F越小 12．如图所示，水平桌面上有一底面积为200cm2，重为5N的足够深的圆柱形容器，里面装有15cm深的水。现有一轻质弹簧，下端固定着边长为10cm的正方体物块A，其下表面正好与水面相平，此时弹簧伸长了8cm。已知弹簧的弹力变化1N，弹簧的形变量改变1cm，且弹簧只能沿竖直方向移动，不考虑物块A吸水。下列说法正确的是（　　） A．物块A的重力为4N B．物块A的密度为0.6g/cm3 C．若向容器内缓慢加入2400cm3的水，此时容器对桌面的压强为2950Pa D．若向容器内缓慢加入2400cm3的水，物块A克服重力做功为0.64J 二．多选题（共5小题） （多选）13．甲、乙两个完全相同的皮球，在同一水平面上以大小相等的速度，同时将甲球竖直向上抛出、将乙球竖直向下抛出，两球在地面上反复弹跳。运动中不计空气阻力，与地面碰撞时不计能量损失，则下列说法不正确的是（　　） A．抛出时刻，甲球的动能大于乙球的动能 B．球在空中下降时，重力势能减小，动能增大 C．任何时刻，两球的机械能都相等 D．甲球的最大重力势能大于乙球的最大重力势能 （多选）14．如图，一小球从桌面A点水平运动到B点，然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中D、E是同一高度的两点。下列说法正确的是（　　） A．小球在A、B两点的重力势能相等 B．小球在D、E两点的动能相等 C．小球在C点的机械能小于D点的机械能 D．小球从B点运动到C点的过程中重力势能转化为动能 （多选）15．（双选）水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，如图甲所示；F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A．第2秒时，物体处于静止状态 B．从第3秒至第6秒，物体受到的摩擦力是6N C．从第6秒至第9秒，推力F做的功是8J D．从第6秒至第9秒，推力F做功的功率为8W （多选）16．如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F＝10N的恒力作用下，10s内沿水平方向匀速直线运动1m，下列结论中正确的是 （　　） A．甲图中，10s内，力F做功10J B．乙图中，力F做功的功率为10W C．甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为10N D．甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为10N （多选）17．如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平粗糙直杆上，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小F＝kv（k为常数，v为环的运动速度），物体的动能与速度的关系为：，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功（假设杆足够长）可能为（　　） A． B．0 C． D． 三．填空题（共4小题） 18．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将相同的小球抛出，不计空气阻力。当小球上升到最高点时，　 　 球的重力势能更大，落地时A球的动能 　 　 B球的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 19．如图所示为完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长，由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方P点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等。若不计空气阻力，两球到达P点时，甲球的动能　 　 （选填“＞”“＝”或“＜”）乙球的动能；甲球到达P点时的机械能　 　 （选填“＞”“＝”或“＜”）乙球在初始位置时的机械能。 20．如图，轻质弹簧顶端固定，下端连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 　 　 点重力势能最大，在 　 　 点动能最大，弹簧的弹性势能 　 　 （填“增大”或“减小”或“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。（不计空气阻力） 21．随着计算机技术、机械工程和控制理论等学科的发展，人形机器人成为人工智能和机器人技术融合的重要产物。 （1）为了提升人形机器人走路的稳定性，机器人的脚底有深深的花纹，为了　 　 （填“增大”、“减小”）摩擦力；为了提升各个关节的抗冲击能力，关节处的材料应该选用具有　 　 （填“弹性”、“塑性”），以适应动态环境中的高频运动；灵活的五指抓取动作依赖于　 　 （填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”）的传动原理，通过多级齿轮减速实现高精度输出。 （2）机器人将质量为5kg的箱子，在2s内抬升至离地1米的高处，那么整个过程中机器人做功　 　 J，功率是　 　 W；若机器人托着箱子，又水平移动了2m，那么机器人的托力做功　 　 J。 四．实验探究题（共2小题） 22．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上自由释放撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图1所示，请回答问题： （1）该实验中探究物体的动能是指　 　 。（填字母） A.小球在斜面上的动能； B.小球撞击木块时的动能； C.木块被小球撞击后的动能； （2）为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等，应将铁球从斜面的　 　 （选填“相同”或“不同”）高度自由释放，该实验可以探究的是铁球动能大小与　 　 （选填“质量”或“速度”）的关系。 （3）如图2所示是高速公路上的限速牌，对不同车型的限速不一样，限制车速实际上是限制车的　 　 （选填“惯性”或“动能”）。 （4）如图3所示，是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中m甲＝m乙＜m丙，木桩起始位置高度相同，甲、乙、丙都由静止释放； ①比较图3中A、B两木桩扎入沙坑的深度可以得出结论：　 　 。 ②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，说明乙、丙的重力势能　 　 （选填“相同”或“不同”）。 （5）如图4所示，2只相同的小球以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出，甲图中斜面光滑且足够长，乙图中小球被直接抛向空中，不计空气阻力。则甲图中小球沿斜面向上运动的过程中，支持力对小球　 　 （选填“有”或“没有”）做功；甲、乙两图中，小球能到达的最高点离地高度分别为h1和h2（图中未画出），则h1　 　 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 23．如图是小明探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，小球质量mA＝mB＜mC，由静止开始释放的高度hA＜hB＝hC。 （1）小明探究的动能是指　 　 （硬纸盒/小球/斜面）碰撞　 　 （前/后）的动能； （2）通过甲、乙两次实验，小明可以初步得出的结论是：　 　 ； （3）做丙图实验时，如果硬纸盒被撞后滑出木板掉落，接下来针对丙图实验的操作能帮助小明顺利得出结论的是　 　 （多选）； A.只换用质量比B小的钢球，其他条件不变再次实验并与乙实验对比得出结论 B.给水平木板铺上毛巾，再次实验并与乙实验对比得出结论 C.降低钢球的初始高度为hA，再次实验并与甲实验对比得出结论 D.不需要重新实验，直接对比实验乙、丙可得出结论 （4）小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系，小明的设想　 　 （可行/不可行）；理由是　 　 。（简要表述） （5）有同学将实验装置改进成图丁所示： A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一硬纸盒，将硬纸盒撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与　 　 （质量/速度）的关系； B.若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，当弹簧弹开小球时，在不考虑能量损失的情况下，甲、乙两个小球获得动能是　 　 （甲大/乙大/一样大），则甲、乙两个小球在这一瞬间的速度v甲　 　 v乙（＞/＝/＜），所以该实验　 　 （可以/不可以）研究动能大小跟质量的关系。 五．计算题（共3小题） 24．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱，在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中： （1）运动员通过的总路程。 （2）重力做的功。 （3）匀速下降时重力做功的功率。 25．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s﹣t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求： （1）按甲方式拉动时，物体的速度。 （2）若物体运动3秒，F甲所做的功。 （3）若物体移动了3.6米，F乙的功率。 26．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。某电梯额定载重量是1000kg，假设平时乘坐电梯的人的最大几率为额定载重量的一半，为了减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力，减小电动机的功率，延长钢丝绳寿命等，左侧需要配备质量恰当的对重以其自身重力去平衡轿厢侧的重力。若空轿厢的质量是500kg，某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和滑轮摩擦。（g＝10N/kg） （1）电梯匀速上升的高度是多少？ （2）对重应配备多大的质量最恰当？ （3）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？ （4）电梯搭载额定载重量匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？ 六．综合能力题（共1小题） 27．江苏广播电台在2019年3•15期间对某知名汽车品牌E级轿车连续出现减震器断裂事故（××减震门）进行了跟踪报道，汽车悬架系统上都装有减震器（如图甲），减震器一般和弹簧配合使用进行共同减震（结构简图如图乙），当汽车压下时弹簧被压缩，同时减震器中活塞向下运动，挤压减震器内部注入的油液，由于挤压作用，油液会在上下两个工作缸内上下流动，从而产生一定的阻力，减弱汽车的上下振动，改善汽车行驶的平顺性和舒适性。如果来自外界的力过大时，弹簧迅速压至最低位置，减震器压到底部，出现减震器断裂造成汽车底盘触及地面等严重交通事故。 在一般召回处理策略中，有些厂商采用更换减震弹簧的方式去加以巩固。通过查阅资料发现，对于某种材质的弹簧在压缩或伸长时其形变量的影响因素及实验数据如表。 试验次数 弹簧长度L/m 横截面积S/cm2 所受拉力F/N 伸长量ΔL/cm 1 1 0.05 500 0.8 2 1 0.10 500 0.4 3 2 0.05 500 1.6 4 2 0.05 1000 3.2 5 4 0.10 1000 3.2 6 4 0.20 1000 1.6 （1）在一次对汽车的减震测试中，对汽车轮胎都使用了一套这样的组合减震器。使用的减震器内部自平衡状态向下移动的最大长度为10cm，外部配备由该材质制作了长度为0.5m，横截面积为0.08cm2的减震弹簧。在经过某颠簸路段时，对某个减震器产生了2.5×104N的压力，恰好将其推到了底端； ①该材料发生形变时，伸长量的表达式为 　 　 （比例常数可用k表示，不用求出）； ②通过分析数据，减振弹簧受到的最大压力为 　 　 N； ③这个减震器在此过程中产生的平均阻力至少为 　 　 N； （2）某次低速测试时，该研究小组绘制了汽车行驶中牵引力与速度的关系图像（如图丙），试求在本次测试中汽车发动机每分钟所做的功的大小为 　 　 J。 七．科普阅读题（共1小题） 28．阅读以下材料，回答相应问题： 研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。 （1）如1图所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是　 　 ，若小球到达C点时所受外力突然消失，小球将　 　 （选填“静止”或“做匀速直线运动”）；如考虑轨道摩擦力，小球　 　 到达C点（选填“能”或“不能”）； （2）若将BC段改为水平光滑轨道，如2图所示，小球仍从A点静止释放，则小球在B点的速度　 　 M点速度，小球经过M点时的机械能　 　 A点的机械能（两空均选填“大于”“小于”或“等于”）； （3）一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，不计空气阻力，则小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是（　 　 ）（选填字母序号）。 A．B．C．D． 山东省青岛市自招考试复习专题11--功和机械能 2025~2026学年第二学期 参考答案与试题解析 一．选择题（共12小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 C A B B C B D C D D C 题号 12 答案 D 二．多选题（共5小题） 题号 13 14 15 16 17 答案 AD AD AD AD ABC 一．选择题（共12小题） 1．【解答】解：A、取水筒内的水，从取水处到倒水处，速度和质量不变，动能不变，故A错误； B、取水筒内的水，在倒水处时高度最大，重力势能最大，故B错误； C、取水筒内的水，从取水处到倒水处，动能不变，重力势能增大，总的机械能一直增大，故C正确； D、水流的动能转化为筒车的动能和取水桶内水的重力势能，故D错误； 故选：C。 2．【解答】解：①足球在运动过程中，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故①正确； ②足球的质量不变，足球在b和d的高度相同，重力势能相同，由于b的机械能大于d的机械能，所以b处的动能大于d处的动能，即b点的速度大于d点的速度，故②错误； ③在c点时，足球有一定的速度，所以足球的动能不为零，故③错误； ④足球从c到d的过程中，机械能不断减小，所以减小的动能大于增加的重力势能，故④正确。 故选：A。 3．【解答】解：A.汽车以低挡位行驶时，是利用小齿轮带动大齿轮，相同时间内小齿轮转动圈数多于大齿轮转动圈数，由杠杆原理知此时为费力杠杆，费力省距离，故A错误； B.汽车以高挡位行驶时，是利用大齿轮带动小齿轮，相同时间内大齿轮转动圈数少于小齿轮转动圈数，由杠杆原理知此时为省力杠杆，省力费距离，故B正确； CD.已知发动机的输出功率不变，汽车爬坡时需要增大牵引力，汽车超车时需要加速，由P＝Fv可知汽车爬坡时最好使用低挡位，汽车超车时最好使用高挡位，故C、D错误。 故选：B。 4．【解答】解： A、物体下降过程中，动能、重力势能、弹性势能三者相互转化，如果没有不计阻力，那机械能守恒减小。其中重力势能一直减小，弹性势能一直增加，动能是先增加后减小，所以A选项错误； B、它的重力势能Ep＝mgh，由此公式可知重力势能的减少量与下降的高度成正比，所以B选项正确； C、弹性势能Ep＝kx2，弹性势能跟下降距离的平方成正比，所以C选项错误； D、物体的重力势能和弹性势能之和统称为势能，势能加动能等于机械能，如果机械能不变，动能先增加后减小，那势能应该是先减小后增大，但如果有空气阻力，那机械能减小，那势能可能先减小但不一定增大。所以D选项错误。 故选：B。 5．【解答】解： AD、a→b的过程中，弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能，故小金的机械能不断增加；b→c的过程中，小金需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故机械能不断减小；故在c状态时小金的机械能不是最大。 开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小金做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大，（此时动能动能最大）；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小金做减速运动；而b→c的过程中，小金在重力作用下做减速运动； 所以，a→c的过程中，小金先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大。故AD错误。 B、b→c的过程中，即离开地面上升的过程，小希的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为人的重力势能，故B错误。 C、a是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大，故C正确。 故选：C。 6．【解答】解： A、小球从A点到B点是加速下降的，虽然到达B点后受到一个向上的弹力，但此时由于弹力小于自身的重力，故小球仍加速下落，其动能最大时应该是在其速度最大时。小球在B点时速度不最大，动能不最大，故A错误； B、小球到达B点后受到一个向上的弹力，但此时由于弹力小于自身的重力，故小球仍加速下落，其速度继续增加，当弹力大于小球的重力时，小球受到的合力向上，其会减速下落，据此能看出，从B点下落到C点的过程中，小球的速度先增大后减小，动能先增大后减小，故B正确； C、从A点下落到B点的过程中，橡皮筋对小球没有拉扯，因此在这个过程中橡皮筋对小球没有拉力，故C错误； D、小球到达C点橡皮筋的伸长量最大，弹性势能最大，故D错误。 故选：B。 7．【解答】解：A．木块在弹簧的作用下从A点到D点往复运动若干次后静止，说明地面对木块有摩擦力，由于压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力的大小不变，从A点运动到C点，弹力的方向是水平向右的，摩擦力的方向是水平向左，刚开始弹力大于摩擦力，木块向右加速，弹性形变程度减小，弹力减小，直至与摩擦力相同，再接着减小，摩擦力大于弹力，合力与木块运动的方向相反，木块减速，直至弹簧的弹力减为零，才到达C点，故木块在C点动能不是最大，故A错误； B．静止时，弹簧具有的弹性势能为1J，说明弹簧还具有弹性形变，那么就不可能在C点，因为C点弹簧恢复原长，不具备弹性势能，故B错误； C．弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关； 从A点运动到D点，弹性形变程度先慢慢减小，后慢慢增大，故弹性势能先减小后增大，由于有摩擦，在A两点弹性形变程度最大，在A点弹性势能最大，故C错误； D．由题意和图示可知，C点为弹簧原长的位置；从A点运动到C点过程中，木块受到竖直向上的支持力（支持力的实质是弹力），且弹簧对木块有水平向右的弹力，所以该过程中木块同时受到两个不同方向的弹力； 木块的机械能等于木块的动能加木块的重力势能，因为木块的重力势能一直不变，且从A点到C点过程中动能先增大后减小，所以从A点运动到C点过程中木块的机械能也是先增大后减小，故D正确。 故选：D。 8．【解答】解：A、由图看出，弹簧的弹力F在变化，说明在运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒。故A错误。 B、t1～t2这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，小球先加速后减速，所以小球的动能先增加后减小，故B错误。 C、t2～t3这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹性势能逐渐减小，根据系统的机械能守恒知：小球的动能与重力势能之和逐渐增大，故C正确。 D、t2～t3这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，小球先加速后减速，当弹力等于重力时速度最大，所以t2～t3时间内某时刻速度最大，动能最大。故D错误。 故选：C。 9．【解答】解：A、弹簧释放的过程，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，两次弹性势能相同，则两滑块到B点的动能相同，但质量不同，则速度不同，故A错误； B、两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于初速度不同，故上升的最大高度不同。故B错误； CD、两滑块上升到最高点过程克服重力做的功为mgh，由能量守恒定律得：弹簧的弹性势能 EP＝mgh+μmgcosθ，所以，mgh，故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同。损失的机械能等于克服摩擦力做的功，E损＝μmgcosθμmghcotθ，mgh相同，则机械能损失相同，故C错误，D正确。 故选：D。 10．【解答】解：A.由乙图可知：当t＝0s时，F＝0N，f＝1N，板擦受到重力和摩擦力是一对平衡力，则板擦受到重力G＝1N，故A错误； B.由丙图可知：4—6s板擦做匀速直线运动，F＝G+f＝1N+1.5N＝2.5N（f和G保持不变），则4—6S拉力大小不变，故B错误； C.由乙丙图可知：4—6s板擦做匀速直线运动，板擦所受滑动摩擦力的大小为1.5N，故C错误； D.由丙图可知：0—4s板擦静止，不做功；4—6s板擦做匀速直线运动，所做的功w＝Fs＝2.5N×0.3m＝0.75J，故D正确。 故选：D。 11．【解答】解：A、推力F始终水平，物体在水平方向移动的距离为Lcosθ，推力F做功W＝FLcosθ，故A错误； B、因为不考虑摩擦，根据功的原理，W有用＝W总，即mgL•sinθ＝FLcosθ，所以F＝mgtanθ，故B错误； C、物体从低端上升到顶点，上升的高度是斜面高度，即Lsinθ，所以重力势能增加量ΔEP＝mgL•sinθ，故C正确； D、由B可知推力大小是mgtanθ，所以倾角在0～90°范围时，倾角越大，推力越大，故D错误； 故选：C。 12．【解答】解：（1）正方体物块A下表面正好与水面相平时，弹簧受到的拉力和物体A的重力相等， 已知弹簧的弹力变化1N，弹簧的形变量改变1cm，弹簧受到的弹力F＝1N/1cm×8cm＝8N，弹簧受到的弹力即物体的重力GA＝F＝8N， 由G＝mg可得，正方体A的质量： mA0.8kg， 正方体的体积： VA＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3， 物块A的密度： ρA0.8×103kg/m3； （2）因物体A的密度小于水的密度， 所以，物块A刚好完全浸没水中时受到弹簧的弹力应向下， 此时A受到的浮力： F浮＝ρ水gVA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N， 弹簧的弹力： F′＝F浮﹣GA＝10N﹣8N＝2N； （3）因物体A的密度小于水的密度，物块A刚好完全漂浮在水中时受到弹簧的弹力为0， 此时A受到的浮力大小等于受到的重力大小8N；此时A排开水的体积： V排8×10﹣4m3＝800cm3 此时A浸在水中的深度：h8cm； 加水使物块A刚好完全漂浮的水量：200cm2×（8cm+8cm）﹣800cm3＝2400cm3； 即向容器内缓慢加入2400cm3的水，物体上升了8cm，物块A上升到刚好完全漂浮在水中，受到弹簧的弹力为0， 容器内原来水的体积： V水＝Sh水＝200cm3×15cm＝3000cm3， 容器内水的总体积： V＝ΔV水+V水＝2400cm3+3000cm3＝5400cm3， 由ρ可得，水的质量： m水＝ρ水V＝1.0g/cm3×5400cm3＝5400g＝5.4kg， 把容器和水、物体A看做整体，受到竖直向下容器和水、物体A的重力，竖直向上的支持力， 则G容器+m水g+GA＝F支持，即5N+5.4kg×10N/kg+8N＝F支持， 解得：F支持＝67N， 因支持力和压力是一对相互作用力， 所以，压力F压＝F支持＝67N， 容器对桌面的压强： p3350Pa； （4）向容器内缓慢加入2400cm3的水，物体上升了8cm，物块A克服重力做功： W＝Fs＝GAh＝8N×10﹣2m＝0.64J。 故ABC错误，D正确。 故选：D。 二．多选题（共5小题） 13．【解答】解：A、甲、乙是两个完全相同的皮球，又以大小相等的速度抛出，所以两球被抛出时的动能相等，故A错误； B、球在空中下落时，其所处高度不断降低，速度越来越大，它的重力势能减小，动能增加，故B正确； CD、甲、乙被抛出时的机械能相等，不计空气阻力，与地面碰撞时不计能量损失，它们在运动的过程中机械能是守恒的，所以任何时刻，两球的机械能都相等，它们所具有的最大重力势能也是相等的。故C正确，D错误。 故选：AD。 14．【解答】解：A、小球从A点运动到B点过程中，因为是水平运动，小球的高度不变，所以小球在A、B两点的重力势能相等，故A正确； BC、小球向右运动过程中，弹起的高度逐渐减小，这是因为小球受到空气阻力的作用会损失一部分机械能，同时与地面碰撞时也会损失一部分机械能，即小球的机械能不守恒，所以C点时具有的机械能大于D点具有的机械能，D点时具有的机械能大于E点具有的机械能，小球在D点和E点的高度相同，小球的质量不变，所以重力势能相同；机械能等于动能和重力势能的和，所以E点的动能小于D点的动能，故BC错误； D、小球从B点运动到C点的过程中质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能减少，动能增多，故将重力势能转化为动能，故D正确。 故选：AD。 15．【解答】解：A、由v﹣t图象可知，0～2秒，物体没有推动，物体处于静止状态，故A正确； B、由v﹣t图象可知，在6s～9s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由F﹣t图象可知在6s～9s可知推力F＝4N，由平衡条件可得滑动摩擦力f＝F＝4N，由于压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，所以从第3秒至第6秒，物体受到的摩擦力是4N，故B错误； CD、由v﹣t图象可知，在6s～9s物体做匀速直线运动，运动的距离为s＝vt＝2m/s×3s＝6m， 推力做的功为W＝Fs＝4N×6m＝24J，故C错误； 推力F做功的功率P8W，故D正确。 故选：AD。 16．【解答】解：A、在大小为F＝10N的恒力作用下，10s内沿水平方向匀速直线运动1m，故力F做功为：W＝Fs＝10N×1m＝10J；故A正确； B、乙图中，力F做功为：W＝Fs＝10N×1m＝10J；力F做功的功率为：P1W；故B错误； C、甲图中，B物体处于匀速直线运动状态，受到平衡力作用，即拉力F与摩擦力f平衡，故f＝F＝10N；乙图中，B物体与A物体相对静止，故B物体没有受到摩擦力作用，即f＝0；故C错误； D、将A与B物体视为一个整体，整体处于匀速直线运动状态，受到平衡力作用，即拉力F与地面的摩擦力f平衡，故甲、乙两图中的地面摩擦力f均等于拉力F，即f＝F＝10N；故D正确； 故选：AD。 17．【解答】解：根据题意关于小环的运动状态，根据环受竖直向上的拉力F与重力mg的大小分以下三种情况讨论： （1）当mg＝kv0时，即v0时，环做匀速运动，摩擦力为零，Wf＝0，环克服摩擦力所做的功为零； （2）当mg＞kv0时，即v0时，环在运动过程中做减速运动，直至静止。由动能定理得环克服摩擦力所做的功为Wf； （3）当mg＜kv0时，即v0时，环在运动过程中先做减速运动，当速度减小至满足mg＝kv时，即v时环开始做匀速运动。由动能定理得摩擦力做的功 Wfmv2，即环克服摩擦力所做的功为 。 故选：ABC。 三．填空题（共4小题） 18．【解答】解：相同的小球，则质量相等，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将相同的小球抛出，两球抛出时的速度和高度相同，动能和重力势能均相同，则机械能相同，忽略空气阻力，两球机械能守恒。竖直向上的小球运动到最高点时，动能全部转化为重力势能。斜向上的小球运动到最高点时，动能没有全部转化为重力势能，其重力势能较小。则当小球上升到最高点时，A球的重力势能更大。 忽略空气阻力，两球机械能守恒。落地时两球的重力势能相同，所以动能相同，即落地时A球的动能等于B球的动能。 故答案为：A；等于。 19．【解答】解：两球到达P点时，甲小球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和弹性势能，由于初始的重力势能相同，所以两球到达P点时，甲小球的动能比乙大。 由于甲乙小球初始机械能相等，且甲球在运动过程中机械能守恒，所以，甲球到达P点时的机械能等于乙球在初始位置时的机械能。 故答案为：＞，＝。 20．【解答】解： ①重物从a运动到d的过程中，质量不变，在a点时高度最大，重力势能最大； ②c是重物连接在弹簧下端静止时的位置，此时重物受到的拉力和重力相等；点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，即点b是弹簧处于原长的位置； 从a运动到b的过程中，重物受到向下的重力和向下的弹力，合力向下，重物做加速运动； 从b点到d的过程中，重物在c点之前，重物受到的向上拉力小于重力；重物在c点之后，重物受到的向上拉力大于重力；所以，重物从c点以后做减速运动，即在c点时速度最大，动能最大； 重物从a运动到d的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，所以其弹性势能先减小后增大。 故答案为：a；c；先减小后增大。 21．【解答】解：（1）机器人脚底有深深的花纹，在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 为了提升关节的抗冲击能力，关节处的材料应该选用具有弹性，以适应动态环境中的高频运动。 灵活的五指抓取动作，手指可以绕着关节转动，符合杠杆的定义（在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒），所以依赖于杠杆的传动原理。 （2）机器人将箱子抬升至离地1m高处，机器人做功W＝Fs＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J 功率是 机器人托着箱子水平移动时，托力的方向竖直向上，箱子在水平方向移动，在托力的方向上没有移动距离，根据做功的条件，所以机器人的托力不做功，即做功0J。 故答案为：（1）增大；弹性；杠杆； （2）50；25；0。 四．实验探究题（共2小题） 22．【解答】解：（1）据题意可知，实验中通过小球撞击木块时对木块做功的多少来探究小球的动能大小，即小球撞击木块时的动能的大小，故B符合题意，AC不符合题意。 故选：B； （2）铁球从不同的高度从斜面上由静止下落，到达斜面底时的速度就不同，所以应将同一铁球从斜面不同的高度由静止释放； 铁球的质量相同，到达水平面的速度不同，探究铁球动能的大小与速度的关系； （3）图2中对不同的车型进行限速，原因是不同车型质量不同，行驶过程中具有的动能不同，限速可以起到减少事故发生的作用 （4）①图3的A、B让质量相同的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩，通过木桩陷入沙中的深度来反映重力势能的大小，也就是探究重力势与高度的关系，B中高度大，插入沙坑中的木桩深度大，可得结论：当物体的质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大； ②若图3中B、C两物块质量不同，被举高度不同，但两木桩扎入沙坑的深度相同，所以能说明乙、丙的初始的重力势能相同； （5）支持力与小球的运动距离垂直，所以小球所受的支持力不做功； 已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。 故答案为：（1）B；（2）不同；速度；（3）动能；（4）①质量相同时，高度越高，重力势能越大；②相同；（5）没有；大于。 23．【解答】解：（1）小球动能的大小是指撞击硬纸盒前的动能，小球部分动能转化为硬纸盒的动能； （2）通过比较甲、乙两次实验中硬木块被推的远近，乙中高度高，到达底部的速度大，纸盒移动距离远，可以得出结论：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （3）如果做丙图实验时，如果硬纸盒被撞后滑出木板掉落，应减小小钢球到达水平面的动能，就不会掉落了。 A．换用质量更小的钢球，与图乙比较，速度相同，质量不同，可探究动能与质量的关系，故A正确； B．给水平木板铺上毛巾，不能与乙控制相同的接触面，故B错误； C．适当降低钢球的高度，质量和速度都不同，不能得出实验，故C错误； D．通过比较纸盒移动距离来比较小球的动能，丙图纸盒虽然掉落，但移动距离比乙移动距离大，可探究动能与质量的关系，故D正确。 故选：AD。 （4）不同质量的小球在同一高度的重力势能不同，小球滑下的过程重力势能转化为动能，根据控制变量法可知实验控制了小球滑下的高度相同，而小球的质量不同，故可探究物体重力势能与质量的关系。 （5）如图丁，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，由于弹簧的压缩程度不同，则具有的弹性势能不同，转化的动能不相同，木块移动的距离就不相同，可以研究动能与速度的关系； 用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，由于弹簧的压缩程度相同，则具有的弹性势能相同，转换成的动能相同，又因为m甲＞m乙，则甲、乙两个小球在这一瞬间的速度v甲＜v乙，所以每次移动的距离相同，就不能用来探究小球的动能大小与质量的关系。 故答案为：（1）小球；前； （2）质量相同时，速度越大，动能越大； （3）AD； （4）可行；小球滑下的过程重力势能转化为动能，实验控制了小球滑下的高度相同，而小球的质量不同； （5）速度；一样大；＜；不可以。 五．计算题（共3小题） 24．【解答】解：（1）由题可知，运动员在0﹣15s下落的路程为s前＝210m， 由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动， 则运动员在15﹣30s通过的路程为：s后＝vt后＝6m/s×15s＝90m； 运动员通过的总路程为：s＝s前+s后＝210m+90m＝300m， （2）运动员下落的高度为：h＝s＝300m； 重力做的功： W＝Gh＝500N×300m＝1.5×105J； （3）匀速下降时，重力做功的功率： P＝Fv＝Gv＝500N×6m/s＝3×103W； 答：（1）运动员通过的总路程为300m； （2）重力做的功为1.5×105J； （3）匀速下降时重力做功的功率为3×103W。 25．【解答】解： （1）由图2可知，拉力F甲自由端的移动速度：v甲0.4m/s， 按甲这种方式拉物体时，滑轮的轴固定不动为定滑轮，所以拉力端移动的速度等于物体移动的速度，则物体的速度为0.4m/s； （2）由图2可知，物体运动3s时，拉力F甲自由端移动的距离s甲′＝1.2m， F甲所做的功：W甲＝F甲s甲′＝4N×1.2m＝4.8J； （3）按甲方式匀速拉动物体时，物体受到的摩擦力f＝F甲＝4N， 按乙方式拉动物体时，因为在相同的水平面上做匀速直线运动，压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，摩擦力仍然为4N， 由于按乙这种方式拉物体时，滑轮的轴随物体移动为动滑轮，只是动力作用在轴上， 此时的拉力：F乙＝2f＝2×4N＝8N， 由图2可知，拉力F乙自由端的移动速度：v乙0.3m/s， F乙的功率：P乙＝F乙v乙＝8N×0.3m/s＝2.4W。 答：（1）按甲方式拉动时，物体的速度为0.4m/s； （2）若物体运动3秒，F甲所做的功为4.8J； （3）若物体移动了3.6米，F乙的功率为2.4W。 26．【解答】解： （1）由图象可知电梯匀速上升的速度v＝2m/s，匀速运动的时间t＝8s﹣2s＝6s， 由v得电梯匀速上升的高度h＝s＝vt＝2m/s×6s＝12m； （2）图中使用的是定滑轮，配备的对重应为额定载重量的一半与空轿厢质量之和。 所以对重应配备1000kg最为合适。 （3）对重的重力G对重＝m对重g＝1000kg×10N/kg＝1×104N，对重下降高度h＝12m， 对重的重力做的功： W对重＝G对重h＝1×104N×12m＝1.2×105J； （4）由平衡条件知，G对重+F＝G轿厢+G额定载重， 故电动机钢丝绳对轿厢的拉力 F＝G轿厢+G额定载重﹣G对重＝（1000kg+500kg﹣1000kg）×10N/kg＝5×103N， 电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率： P＝Fv＝5×103N×2m/s＝1×104W。 答：（1）电梯匀速上升的高度是为12m； （2）对重应配备1000kg的质量最恰当； （3）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是1.2×105 J； （4）电梯搭载额定载重量匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是1×104W。 六．综合能力题（共1小题） 27．【解答】解：（1）①由表中数据可知，当弹簧的横截面积S、所受拉力F不变时，材料的伸长量ΔL与长度L成正比；当弹簧的横截面积S、长度L不变时，材料的伸长量ΔL与所受的拉力F成正比；当弹簧的长度L、所受拉力F不变时，材料的伸长量ΔL与横截面积S成反比，综上所述，设比例系数为k，则所求的弹簧伸长量ΔL的表达式为， ②取L1＝1m， S1＝0.05m2＝5×10﹣6m2， F1＝500N， ΔL1＝0.8cm＝8×10﹣3m， 代入ΔL的表达式，解得k＝8×10﹣11m2/N，当L＝0.5m， S＝0.08cm2＝8×10﹣6m2， ΔL＝10cm＝0.1m， 由可得减震弹簧受到的最大压力为； ③由于在经过某颠簸路段时，对某个减震器产生了2.5×104N的压力，恰好将其推到了底端，故由受力分析可得，产生的阻力为： F阻＝F压﹣F弹＝2.5×104N﹣2×104N＝5×103N。 （2）[4]低速测试时，由图像可知，速度为v＝2km/h，牵引力为F＝6×106N，在本次测试中，汽车发动机的功率不变，则由W＝Pt可得，汽车发动机每分钟所做的功为。 故答案为：（1）；2×104；5×103；（2）2×108。 七．科普阅读题（共1小题） 28．【解答】解：（1）从A运动到装置底部的过程中，重力做正功，小球的重力势能转化为动能，动能变大，从装置底部运动到C的过程中，重力做负功，小球的动能转化为重力势能，动能变小，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零。 此时若所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知，小球将静止。 如考虑轨道摩擦力，运动过程中机械能将减小，小球不能到达与A等高的C点。 （2）若将轨道BC段改为水平，小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动，运动过程中只有重力做功，小球重力势能与动能之间的转化，所以机械能守恒，故B点小球速度等于M点速度，小球经过M点时的机械能等于A点的机械能。 （3）重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为Ep＝mgh，一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动过程中，高度增大，质量不变，重力势能与高度成正比，小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是过坐标原点的一条直线，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 故答案为：（1）先变大后变小；静止；不能；（2）等于；等于；（3）B。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/12/5 16:19:56；用户：15066231837；邮箱：15066231837；学号：67075772 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $